DE102016222824B4 - Batterie für ein Kraftfahrzeug und Kraftfahrzeug - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Batterie für ein Kraftfahrzeug mit wenigstens einem Batteriemodul (12), welches eine Mehrzahl von Batteriezellen aufweist, welche in einem Modulgehäuse (14) des Batteriemoduls (12) angeordnet sind, und mit einer Trageinrichtung (16), an welcher das wenigstens eine Batteriemodul (12) festgelegt ist. Das wenigstens eine Batteriemodul (12) ist mittels wenigstens einer Schraube (20) an der Trageinrichtung (16) festgelegt, welche in eine Mutter (32) eingreift. Ein Strukturelement (44) der Mutter (32) und ein Strukturelement (46) des Modulgehäuses (14) bilden miteinander einen Formschluss aus. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit einer solchen Batterie.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Batterie für ein Kraftfahrzeug, mit wenigstens einem Batteriemodul, welches eine Mehrzahl von Batteriezellen aufweist. Die Batteriezellen sind in einem Modulgehäuse des Batteriemoduls angeordnet. Das wenigstens eine Batteriemodul ist an einer Trageinrichtung festgelegt. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit einer solchen Batterie.
  • Die US 2007/0087266 A1 beschreibt eine Batterie für ein Elektrofahrzeug mit einer Mehrzahl von Batteriemodulen, welche mittels Schienen in einem Systemgehäuse befestigt sind, wobei die Schienen mittels Schrauben mit dem Systemgehäuse einerseits und mit Endplatten der jeweiligen Module verschraubt sind. Hierfür sind im Bereich von Rippen der Endplatten Schweißbolzen angeordnet, in welche die Schrauben eingeschraubt werden.
  • Die US 5 301 765 A beschreibt die Installation eines Batteriepakets in ein Elektrofahrzeug. Das Batteriepaket umfasst eine Mehrzahl von elektrisch miteinander verbundenen Batterien, die in einem Gehäuse angeordnet sind. An dem Gehäuse sind elektrische Verbinder angeordnet. Die elektrischen Verbinder werden bei der Montage des Batteriepakets in das Elektrofahrzeug mit korrespondierenden, als Aufnahmen beziehungsweise Zapfen ausgebildeten Anschlüssen verbunden. Die Aufnahmen und Zapfen sind fahrzeugseitig an einer Wand eines Aufnahmefachs angeordnet.
  • Batterien, insbesondere Hochvoltbatterien für Kraftfahrzeuge lassen sich systemtechnisch in einen Hochvolt-Speicheranteil und einen Elektronikteil unterteilen. Der Hochvolt-Speicheranteil umfasst hierbei die Batteriezellen, welche insbesondere elektrisch leitend miteinander verbunden in jeweilige Batteriemodule zusammengefasst sind. Der Elektronikteil kann Sicherungen, Kondensatoren, Steuergeräte wie einen Batteriemanagement-Controller, einen Modulmanagement-Controller, eine Zellenmanagement-Controller, Schaltschütze und dergleichen umfassen. Ein Großteil der Elektronikkomponenten etwa in Form von Sicherungen, Kondensatoren, Schaltschützen, Platinen und dergleichen wird in einem separaten Modul untergebracht, welches auch als Batterie-Junction-Boxen (BJB, Batterieverbindungsbox) bezeichnet wird.
  • Der Hochvolt-Speicheranteil mit den elektrisch leitend miteinander verbunden Batteriemodulen wird insbesondere in einem gesonderten Batteriegehäuse untergebracht. Zur Befestigung der Batteriemodule an dem Batteriegehäuse kann vorgesehen seih, dass das jeweilige Batteriemodule mittels vier Schraubverbindungen an diesem festgelegt wird.
  • Als nachteilig ist hierbei der Umstand anzusehen, dass dann die Batteriemodule nur durch eine kraftschlüssige Verbindung an dem Gehäuse befestigt sind. Entsprechend gewährleisten nur die Montagevorspannkraft und lediglich die an einer Auflagefläche eines Schraubenkopfes der jeweiligen Schraube auftretende Reibung, dass sich die Batteriemodule möglichst wenig verschieben lassen. Bei einer derartigen Auslegung wird je nach Auslegungsprofil eine hohe Vorspannkraft ermittelt beziehungsweise eingestellt, und es muss ein robuster Schraubfall definiert werden. Dementsprechend sind an die Festigkeit der Schrauben vergleichsweise hohe Anforderungen zu stellen. Dies ist mit einem vergleichsweise hohen Aufwand verbunden.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Batterie der eingangs genannten Art zu schaffen, bei welcher eine verbesserte Befestigung des wenigstens einen Batteriemoduls gegeben ist, und ein Kraftfahrzeug mit einer solchen Batterie bereitzustellen.
  • Diese Aufgabe wird durch eine Batterie mit den Merkmalen den Patentanspruch 1 und durch ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
  • Die erfindungsgemäße Batterie für ein Kraftfahrzeug umfasst wenigstens ein Batteriemodul. Das Batteriemodul weist eine Mehrzahl von Batteriezellen auf, welche in einem Modulgehäuse des Batteriemoduls angeordnet sind. Die Batterie umfasst eine Trageinrichtung, an welcher das wenigstens eine Batteriemodul festgelegt ist. Hierbei ist das wenigstens eine Batteriemodul mittels einer Schraube an der Trageinrichtung festgelegt, welche in eine Mutter eingreift. Ein Strukturelement der Mutter und ein Strukturelement des Modulgehäuses bilden miteinander einen Formschluss aus.
  • Erfindungsgemäß ist die Mutter als Blindnietmutter ausgebildet, welche als das Strukturelement der Mutter einen Vorsprung aufweist. Das Strukturelement des Modulgehäuses umfasst eine in dem Modulgehäuse ausgebildete, mit dem Vorsprung korrespondierende Vertiefung. Der Vorsprung ist in der Vertiefung aufgenommen. Durch eine derartige Ausgestaltung der Strukturelemente kann besonders sicher das Verschieben des zumindest einen Batteriemoduls relativ zu der Trageinrichtung in der senkrecht zu der Längsachse der Schraube verlaufenden Ebene unterbunden werden. Des Weiteren lässt sich so bei der Montage das wenigstens eine Batteriemodul besonders positionsgenau und exakt relativ zu der Trageinrichtung positionieren, bevor die wenigstens eine Schraube angezogen wird. Zudem lässt sich an der Blindnietmutter der Vorsprung besonders einfach und aufwandsarm bereitstellen.
  • Durch den Formschluss zwischen dem Strukturelement der Mutter und dem Strukturelement des Modulgehäuses wird eine Bewegung des Batteriemoduls relativ zu der Trageinrichtung in einer senkrecht zu einer Längsachse der Schraube orientierten Ebene besonders weitgehend unterbunden. Entsprechend brauchen nicht allein die Schrauben dafür zu sorgen, dass die Bewegung des wenigstens einen Batteriemoduls relativ zu der Trageinrichtung in dieser Ebene möglichst weitgehend begrenzt ist.
  • Daher kann der Schraubfall angepasst werden kann. Dies führt dazu, dass die von der Schraube aufzubringende Montagevorspannkraft geringer ausfallen kann, als bei einem Festlegen des wenigstens einen Batteriemoduls an der Trageinrichtung ohne die Ausbildung des Formschlusses zwischen der Mutter und dem Modulgehäuse. Es kann also beispielsweise anstelle einer vergleichsweise robusten Schraube eine weniger robuste Schraube zum Festlegen des Batteriemoduls an der Trageinrichtung verwendet werden. Dies hat insbesondere bei der Verwendung einer großen Anzahl von Schrauben je Batterie einen erheblichen wirtschaftlichen Vorteil, da Kosteneinsparungen erzielbar sind.
  • Des Weiteren sind verbesserte Montagetoleranzen beim Festlegen des wenigstens einen Batteriemoduls an der Trageinrichtung erreichbar. Insbesondere, wenn die Batterie eine Mehrzahl von Batteriemodulen aufweist, lässt sich so eine besonders kompakte Gestaltung der Batterie erreichen.
  • Des Weiteren wird erreicht, dass sich das wenigstens eine Batteriemodul in der Befestigungsebene, also in der senkrecht zu der Längsachse der Schraube verlaufenden Ebene, nicht mehr aufgrund von im Betrieb auftretenden Lasten translatorisch verschieben kann. Dadurch werden mechanische Einflüsse auf elektrisch leitende Verbindungen, beispielsweise zwischen einzelnen Batteriemodulen, deutlich reduziert. Die elektrisch leitenden Verbindungen können so im Hinblick auf Verschiebungen und Krafteinflüsse, welchen sie ausgesetzt sind, besonders einfach ausgebildet werden.
  • Insbesondere im Hinblick auf die vorstehend genannten Vorteile ist also eine verbesserte Befestigung des wenigstens einen Batteriemoduls gegeben.
  • Bevorzugt ist der Vorsprung als Konus mit einer zentralen Durchtrittsöffnung für die Schraube ausgebildet. Hierbei tritt ein Schaft der Schraube durch ein Befestigungsauge hindurch, welches an dem Modulgehäuse ausgebildet ist. Durch die Ausbildung des auf Seiten der Blindnietmutter vorgesehenen Vorsprungs als Konus und dementsprechend der Vertiefung in dem Modulgehäuse als Fasung lässt sich bereits beim Aufsetzen des wenigstens einen Batteriemoduls auf den für das Batteriemodul vorgesehenen Bereich der Trageinrichtung eine Selbstzentrierung des Batteriemoduls erreichen. Dies erleichtert die Montage und führt zu einer besonders hohen Präzision beim Festlegen des wenigstens einen Batteriemoduls an der Trageinrichtung.
  • Vorzugsweise weist das Befestigungsauge eine in Richtung des Schafts der Schraube bestimmbare Länge auf, welche mehr als ein Viertel einer in Richtung des Schafts der Schraube bestimmbaren Höhe des Modulgehäuses beträgt. Dann ist das Befestigungsauge besonders robust ausgebildet, und die Befestigung des wenigstens einen Batteriemoduls an der Trageinrichtung ist besonders belastbar.
  • Vorzugsweise weist die Blindnietmutter einen sich in radialer Richtung an den Konus anschließenden Kragen auf, dessen Oberseite an einer Unterseite eines Befestigungsbereichs des Modulgehäuses anliegt. Durch eine derartige Ausgestaltung der Blindnietmutter wird auch beim Vorsehen des Formschlusses eine vergleichsweise großflächige Anlage des Modulgehäuses an der Blindnietmutter erreicht. Dies sorgt für eine gute Lastverteilung und ist einer besonders sicheren Befestigung des wenigstens einen Batteriemoduls an der Trageinrichtung zuträglich.
  • Die Trageinrichtung kann ein Bodenteil und wenigstens eine Seitenwand eines Aufnahmefachs eines Batteriegehäuses der Batterie umfassen. Durch die wenigstens eine Seitenwand, insbesondere durch eine Mehrzahl von Seitenwänden, lässt sich im Zusammenwirken mit dem Bodenteil besonders gut und einfach das Aufnahmefach für das Batteriemodul bereitstellen. Insbesondere beim Vorsehen von mehreren Batteriemodulen in der Batterie dienen derartige Aufnahmefächer oder Gefache der Verbesserung des mechanischen Verhaltens der Batterie.
  • Vorzugsweise ist eine Lasche, durch welche ein freies Ende der Mutter hindurchtritt, und welche von dem Bodenteil beabstandet ist, mit der wenigstens einen Seitenwand verbunden. So lässt sich eine besonders robuste Festlegung des Batteriemoduls an der Trageinrichtung erreichen. Dies gilt insbesondere, wenn die Lasche einstückig mit der wenigstens einen Seitenwand ausgebildet ist.
  • Als weiterer vorteilhaft sich gezeigt, wenn das Modulgehäuse im Wesentlichen quaderförmig ausgebildet ist und mittels wenigstens zwei Schrauben, insbesondere mittels vier Schrauben, an der Trageinrichtung festgelegt ist. Hierbei sind die Schrauben in Eckbereichen des Modulgehäuses angeordnet. Die einer jeweiligen Schraube zugeordnete Mutter weist jeweils das Strukturelement auf. Durch die Verteilung der, insbesondere vier, Schrauben auf die Eckbereiche des Modulgehäuses lässt sich eine im Hinblick auf die Kraftverteilung besonders gleichmäßige Festlegung des Batteriemoduls an der Trageinrichtung erreichen. Dies sorgt für eine vorteilhaft Langlebigkeit der Verbindung.
  • Dadurch, dass die der jeweiligen Schraube zugeordnete Mutter jeweils das Strukturelement aufweist, kommen in der Batterie besonders viele Gleichteile zum Einsatz. Dies dient einer besonders einfachen, kostengünstigen und prozesssicheren Fertigung der Batterie.
  • Hierbei hat es sich als vorteilhaft gezeigt, wenn das Modulgehäuse in einem ersten der Eckbereiche als das Strukturelement des Modulgehäuses eine in dem Modulgehäuse ausgebildete Vertiefung umfasst, deren Innenmaße mit Außenmaßen des Vorsprungs korrespondieren. Das Modulgehäuse weist in einem weiteren, insbesondere dem ersten Eckbereich diagonal gegenüberliegenden, Eckbereich als das Strukturelement des Modulgehäuses eine in dem Modulgehäuse ausgebildete, schlitzförmige Vertiefung auf. Die schlitzförmige Vertiefung erstreckt sich in Richtung einer Verbindungslinie von dem ersten Eckbereich zu dem weiteren Eckbereich. So können Fertigungstoleranzen und Montagetoleranzen gut berücksichtigt werden. Dennoch ist so eine Bewegungsfreiheit des Modulgehäuses, insbesondere eine Drehfreiheit um den ersten Eckbereich, besonders weit gehend eingeschränkt.
  • Vorzugsweise ist die Batterie als Hochvoltbatterie ausgebildet, welche eine Mehrzahl der an der Trageinrichtung festgelegten Batteriemodule aufweist. Eine solche Hochvoltbatterie, welche eine Nennspannung von mehr als 60 Volt, beispielsweise eine Nennspannung von etwa 300 Volt bis etwa 600 Volt bereitstellt, lässt sich besonders gut als elektrischer Energiespeicher für das Kraftfahrzeug verwenden, etwa wenn das Kraftfahrzeug als Elektrofahrzeug oder als Hybridfahrzeug ausgebildet ist.
  • Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug umfasst wenigstens eine erfindungsgemäße Batterie. Bevorzugt ist mittels der Batterie elektrische Energie für ein zum Fortbewegen des Kraftfahrzeugs ausgebildetes Antriebsaggregat des Kraftfahrzeugs bereitstellbar.
  • Die für die erfindungsgemäße Batterie beschriebenen Vorteile und bevorzugten Ausführungsformen gelten auch für das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug und umgekehrt.
  • Im Folgenden ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Hierzu zeigt:
    • 1 ausschnittsweise eine Batterie eines Kraftfahrzeugs, bei welcher jeweilige Batteriemodule in jeweiligen Aufnahmefächern einer Trageinrichtung angeordnet sind;
    • 2 in einer vergrößerten Detailansicht eine Blindnietmutter, welche zum Festlegen des jeweiligen Batteriemoduls an einer Seitenwand der Trageinrichtung ausgebildet ist; und
    • 3 in einer schematischen Schnittansicht einen Ausschnitt des Batteriemoduls in einem Befestigungsbereich, in welchem das Batteriemodul an der Blindnietmutter anliegt.
  • Bei dem im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispiel handelt es sich um eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung. Bei dem Ausführungsbeispiel stellen die beschriebenen Komponenten der Ausführungsform jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden und damit auch einzeln oder in einer anderen als der gezeigten Kombination als Bestandteil der Erfindung anzusehen sind. Des Weiteren ist die beschriebene Ausführungsform auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Erfindung ergänzbar.
  • In den Figuren sind funktionsgleiche Elemente jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.
  • In 1 sind ausschnittsweise Komponenten einer Batterie 10 eines Kraftfahrzeugs gezeigt. Die Batterie 10 umfasst eine Mehrzahl von Batteriemodulen 12. Jedes der Batteriemodule 12 umfasst eine Mehrzahl von einzelnen Batteriezellen, welche elektrisch leitend miteinander verbunden sind. Die (nicht gezeigten) Batteriezellen weisen jeweilige Batteriezellengehäuse mit elektrischen Anschlüssen auf, und sie sind in einem jeweiligen Modulgehäuse 14 des Batteriemoduls 12 angeordnet. Die Batteriezellen können in dem jeweiligen Batteriemodul 12 elektrisch parallel und/oder in Reihe geschaltet sein. Durch eine Parallelschaltung der Batteriezellen lässt sich von dem Batteriemodul 12 eine größere Stromstärke bereitstellen, als dies mit einer einzelnen Batteriezelle der Fall wäre. Und durch eine Reihenschaltung der Batteriezellen lässt sich von dem Batteriemodul 12 eine höhere Spannung bereitstellen, als sie von einer einzelne Batteriezelle bereitgestellt werden kann. Entsprechend kann durch Zusammenschalten der Batteriemodule 12 eine als Hochvoltbatterie ausgebildete Batterie 10 bereitgestellt werden, wie sie etwa in einem Elektrofahrzeug oder Hybridfahrzeug zum Einsatz kommen kann.
  • Die Batterie 10 umfasst des Weiteren eine Trageinrichtung 16, welche Teil eines Batteriegehäuses ist. Die Trageinrichtung 16 des Batteriegehäuses ist in eine Mehrzahl von Aufnahmefächern 18 oder Gefachen unterteilt, wobei in einem jeweiligen Aufnahmefach 18 ein jeweiliges Batteriemodule 12 platziert und montiert ist. In 1 ist eines der Batteriemodule 12 außerhalb des diesem Batteriemodul 12 zugeordneten Aufnahmefachs 18 gezeigt, sodass die Komponenten der Trageinrichtung 16 im Bereich des jeweiligen Aufnahmefachs 18 besser erkennbar sind. Das Unterteilen des Batteriegehäuses oder Batteriesystemgehäuses in die unterschiedlichen Gefache oder Aufnahmefächer 18 dient insbesondere der Verbesserung des mechanischen Verhaltens der Batterie 10.
  • Zum Befestigen des jeweiligen Batteriemoduls 12 in dem jeweiligen Aufnahmefach 18 kommen bevorzugt vier Schrauben 20 zum Einsatz. In 3 ist von einer solchen Schraube 20 ein Schaft 22 schematisch gezeigt. In 1 sind lediglich die Stellen, an welchen das Batteriemodul 12 mittels der Schrauben 20 an der Trageinrichtung 16 verschraubt beziehungsweise befestigt wird, durch jeweilige Pfeile 24 veranschaulicht.
  • Entsprechend ist das jeweilige Modulgehäuse 14 vorliegend quaderförmig ausgebildet, und die Schrauben 20 sind in jeweiligen Eckbereichen 26 des Modulgehäuses 14 angeordnet. Hierbei sind die Schrauben 20 durch jeweilige Befestigungsaugen 28 hindurchgeführt, welche in den Eckbereichen 26 des Modulgehäuses 14 ausgebildet sind. Die hülsenförmigen Befestigungsaugen 28 erstrecken sich über etwa die Hälfte einer Höhe 30 des Modulgehäuses 14. Die Höhe 30 bemisst sich vorliegend in Richtung der Pfeile 24, welche mit der Achse beziehungsweise Längsachse des Schafts 22 der Schraube 20 zusammenfällt. In 3 ist die Richtung der Höhe 30 zudem durch die Hochrichtung z angegeben, welche insbesondere mit der Richtung der Fahrzeughochachse des Kraftfahrzeugs zusammenfallen kann, wenn die Batterie 10 in das Kraftfahrzeug eingebaut ist.
  • Vorliegend sind die einzelnen Batteriemodule 12 mittels eines zusätzlichen Formschlusses mit der Trageinrichtung 16 des Batteriegehäuses verbunden. Dieser Formschluss wird in besonders kompakter und bauraumneutraler Weise im Zusammenwirken von bevorzugt als Blindnietmuttern 32 ausgebildeten Muttern mit Strukturelementen des Modulgehäuses 14 bereitgestellt. Die Blindnietmuttern 32 sind in jeweiligen Ecken des Aufnahmefachs 18 angeordnet.
  • 2 zeigt in einer vergrößerten Perspektivansicht eine solche Ecke des Aufnahmefachs 18 mit einer der Blindnietmuttern 32. Ein freies Ende 34 der Blindnietmutter 32 tritt durch eine Lasche 36 hindurch, welche einstückig mit einer, insbesondere aus Metall gebildeten, Seitenwand 38 des Aufnahmefachs 18 der Trageinrichtung 16 ausgebildet ist. Eine weitere Seitenwand 40 begrenzt des Aufnahmefach 18 stirnseitig. Von einem Bodenteil 42 der Trageinrichtung 16 ist die Lasche 36 beabstandet.
  • Als Strukturelement zum Ausbilden des Formschlusses mit dem Modulgehäuse 14 weist die Blindnietmutter 32 einen vorliegend als Konus ausgebildeten Vorsprung 44 auf. Mit diesem Konus oder Vorsprung 44 korrespondiert ein auf Seiten des Modulgehäuses 14 vorgesehenes Strukturelement in Form einer Vertiefung 46 (vergleiche 3). Die Vertiefung 46 ist als Fasung oder eine Fase aufweisende Einbuchtung in einem das Befestigungsauge 28 umfassenden Befestigungsbereich des Modulgehäuses 14 ausgebildet.
  • In radialer Richtung schließt sich an den vorliegend als Konus ausgebildeten Vorsprung 44 ein Kragen 48 an. Eine Oberseite 50 des Kragens 48 liegt an einer Unterseite 52 des Befestigungsbereichs des Modulgehäuses 14 an (vergleiche 3). Dadurch, dass die Batteriemodule 12 mit den Vertiefungen 46 oder Fasen als Strukturelement versehen sind und die Blindnietmutter 32 mit dem Vorsprung 44, ist eine Verschiebbarkeit der Batteriemodule 12 in einer Ebene senkrecht zu dem Schaft 22 der Schraube 20 (vergleiche 3) besonders weit gehend eingeschränkt.
  • Dies bringt es mit sich, dass die von der jeweiligen Schraube 20 aufzubringende Montagevorspannkraft im Vergleich zur Montage bei einer Verwendung von Blindnietmuttern ohne den Vorsprung 44 sinkt. Es kann daher anstelle einer robusten Schraube mit einem metrischen ISO-Gewinde der Spezifikation M6 und einer Festigkeitsklasse von 10.9 die weniger robuste Schraube 20 mit beispielsweise einem metrischen ISO-Gewinde der Spezifikation M6 und der Festigkeitsklasse 8.8 verwendet werden. Wenn in der Batterie 10 beispielsweise eine Anzahl von 36 Batteriemodulen 12 verbaut wird, so bedeutet dies bei einer Anzahl von vier Schrauben 20 je Batteriemodule 12 einen erheblichen wirtschaftlichen Vorteil. Denn die Schrauben 20 der geringeren Festigkeitsklasse sind günstiger als Schrauben einer höheren Festigkeitsklasse.
  • Des Weiteren verbessern sich die Montagetoleranzen je Gefache beziehungsweise Aufnahmefach 18. Dies hat einen erheblichen Einfluss auf die Gesamtsystemgröße, also auf die Größe der Batterie 10. Es lässt sich also eine besonders kompakte Gestaltung der Batterie 10 beziehungsweise des Batteriesystems erreichen.
  • Ein weiterer Vorteil liegt darin, dass sich die Batteriemodule 12 in der Ebene senkrecht zu dem Schaft 22 der jeweiligen Schraube 20, also in der x-y Ebene gemäß 3, auch unter Betriebslasten nicht mehr translatorisch verschieben können. Die x-y Ebene gemäß 3 kann im Kraftfahrzeug, in welches die Batterie 10 eingebaut ist, der durch die Fahrzeuglängsachse x und durch die Fahrzeugquerachse y aufgespannten Ebene entsprechen.
  • Aufgrund der reduzierten Verschiebungen der Batteriemodule 12 in den Aufnahmefächern 18 sind auch die mechanischen Einflüsse auf Modulverbinder 54 besonders stark reduziert, welche gemäß 1 die einzelnen Batteriemodule 12 elektrisch leitend miteinander verbinden. Bei derartigen Modulverbindern 54 kann es sich insbesondere um Hochvoltleitungen handeln, welche zwischen den jeweiligen elektrischen Polen der elektrisch leitend miteinander verbundenen Batteriemodule 12 angeordnet sind. Eine Verschiebung der Modulverbinder 54 und auch ein Krafteinfluss auf den jeweiligen Modulverbinder 54 lässt sich so je nach Ausführung dieser Hochvoltleitung beziehungsweise dieses Hochvoltverbinders bedeutend reduzieren.
  • In 3 ist von der Trageinrichtung 16 lediglich die Lasche 36 gezeigt. Durch eine zentrale Durchtrittsöffnung, welche innerhalb des Vorsprung 44 ausgebildet ist, tritt gemäß 3 der Schaft 22 der Schraube 20 hindurch. Durch Anziehen der Schraube 20 lässt sich der Teilbereich der Blindnietmutter 32 verformen, welcher durch die Lasche 36 hindurchtritt. Hierfür ist in dem Ende 34 oder Endbereich der Blindnietmutter 32 ein Innengewinde ausgebildet, welches mit einem an dem Schaft 22 der Schraube 20 ausgebildeten Außengewinde in Eingriff ist. Die Blindnietmutter 32 bildet infolge des Anziehens der Schraube 20 eine radiale Wulst aus, wobei die Lasche 36 dann zwischen dieser Wulst und dem Kopf der Blindnietmutter 32 angeordnet ist. Der Kopf der Blindnietmutter 32 umfasst vorliegend den Vorsprung 44 und den Kragen 48.
  • Aus 3 ist besonders gut ersichtlich, dass der Blindniet beziehungsweise die Blindnietmutter 32 den vorliegend beispielhaft als Konus ausgebildeten Vorsprung 44 auf einer Auflagefläche aufweist, welche zu einem Teil durch den Kragen 48 bereitgestellt ist. Ein Teil der Auflagefläche ist somit weiterhin durch den Kragen 48 gebildet. Im Bereich der Auflagefläche beziehungsweise im Befestigungsbereich erhalten die Batteriemodule 12 die mit dem Vorsprung 44 korrespondierende Fasung oder Vertiefung 46. Durch das Zusammenwirken des konusförmigen Vorsprungs 44 mit der Vertiefung 46 wird in jedem Schraubpunkt in Abhängigkeit von der Passung der Freiheitsgrad in der x-y-Ebene eingeschränkt. Hierbei ist ein Keilprinzip verwirklicht, indem der Vorsprung 44 in der Vertiefung 46 aufgenommen ist.
  • Der Drehfreiheitsgrad wird bevorzugt durch die Anpassung eines weiteren Befestigungspunkts eingeschränkt. Hierfür kann das Modulgehäuse 14 in einem ersten der Eckbereiche 26 die Vertiefung 46 aufweisen, deren Innenmaße gemäß 3 mit Außenmaßen des Vorsprungs 44 korrespondieren. Das Modulgehäuse 14 weist bevorzugt in einem dem ersten Eckbereich 26 diagonal gegenüberliegenden Eckbereich 26 als Strukturelement eine in dem Modulgehäuse 14 ausgebildete, schlitzförmige Vertiefung auf. Die schlitzförmige Vertiefung erstreckt sich in Richtung einer Verbindungslinie von dem ersten Eckbereich 26 zu dem gegenüberliegenden Eckbereich 26. In diese Richtung ist eine Länge der Vertiefung größer als die Außenmaße des Vorsprungs 44. Senkrecht zu der Länge entspricht jedoch das Innenmaß der Vertiefung dem Außenmaß des Vorsprungs 44
  • Durch das Vorsehen der Vertiefung 46 in dem jeweiligen Befestigungsbereich des Modulgehäuses 14 ist das Passungssystem auch am Batteriemodul 12 entsprechend umgesetzt.
  • Besonders geringe Kosten lassen sich realisieren, wenn sämtliche Blindnietmuttern 32 der Batterie 10 die Vorsprünge 44 aufweisen. Denn durch eine derartige Strategie einer Verwendung von Gleichteilen lassen sich Kostenvorteile erzielen.
  • Insgesamt zeigt das Beispiel, wie durch die Erfindung ein modifizierter Blindniet für eine formschlüssige Verbindung genutzt werden kann.

Claims (10)

  1. Batterie für ein Kraftfahrzeug, mit wenigstens einem Batteriemodul (12), welches eine Mehrzahl von Batteriezellen aufweist, welche in einem Modulgehäuse (14) des Batteriemoduls (12) angeordnet sind, und mit einer Trageinrichtung (16), an welcher das wenigstens eine Batteriemodul (12) festgelegt ist, wobei das wenigstens eine Batteriemodul (12) mittels wenigstens einer Schraube (20) an der Trageinrichtung (16) festgelegt ist, welche in eine Mutter (32) eingreift, wobei ein Strukturelement (44) der Mutter (32) und ein Strukturelement (46) des Modulgehäuses (14) miteinander einen Formschluss ausbilden, wobei die Mutter als Blindnietmutter (32) ausgebildet ist, welche als das Strukturelement der Mutter einen Vorsprung (44) aufweist, wobei das Strukturelement des Modulgehäuses (14) eine in dem Modulgehäuse (14) ausgebildete, mit dem Vorsprung (44) korrespondierende Vertiefung (46) umfasst, wobei der Vorsprung (44) in der Vertiefung (46) aufgenommen ist.
  2. Batterie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorsprung (44) als Konus mit einer zentralen Durchtrittsöffnung für die Schraube (20) ausgebildet ist, wobei ein Schaft (22) der Schraube (20) durch ein Befestigungsauge (28) hindurchtritt, welches an dem Modulgehäuse (14) ausgebildet ist.
  3. Batterie nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungsauge (28) eine in Richtung des Schafts (22) der Schraube (20) bestimmbare Länge aufweist, welche mehr als ein Viertel einer in Richtung des Schafts (22) der Schraube (20) bestimmbaren Höhe (30) des Modulgehäuses (14) beträgt.
  4. Batterie nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Blindnietmutter (32) einen sich in radialer Richtung an den Konus anschließenden Kragen (48) aufweist, dessen Oberseite (50) an einer Unterseite (52) eines Befestigungsbereichs des Modulgehäuses (14) anliegt.
  5. Batterie nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trageinrichtung (16) ein Bodenteil (42) und wenigstens eine Seitenwand (38, 40) eines Aufnahmefachs (18) eines Batteriegehäuses der Batterie (10) umfasst.
  6. Batterie nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Lasche (36), durch welche ein freies Ende (34) der Mutter (32) hindurchtritt und welche von dem Bodenteil (42) beabstandet ist, mit der wenigstens einen Seitenwand (38, 40) verbunden ist.
  7. Batterie nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Modulgehäuse (14) im Wesentlichen quaderförmig ausgebildet ist und mittels wenigstens zwei Schrauben (20) an der Trageinrichtung (16) festgelegt ist, welche in Eckbereichen (26) des Modulgehäuses (14) angeordnet sind, wobei die einer jeweiligen Schraube (20) zugeordnete Mutter (32) jeweils das Strukturelement (44) aufweist.
  8. Batterie nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Modulgehäuse (14) in einem ersten der Eckbereiche (26) als das Strukturelement des Modulgehäuses (14) eine in dem Modulgehäuse (14) ausgebildete Vertiefung (46) umfasst, deren Innenmaße mit Außenmaßen des Vorsprungs (44) korrespondieren, wobei das Modulgehäuse (14) in einem weiteren Eckbereich (26) als das Strukturelement des Modulgehäuses (14) eine in dem Modulgehäuse (14) ausgebildete, schlitzförmige Vertiefung (46) umfasst, welche sich in Richtung einer Verbindungslinie von dem ersten Eckbereich (26) zu dem weiteren Eckbereich (26) erstreckt.
  9. Batterie nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Batterie (10) als Hochvoltbatterie ausgebildet ist, welche eine Mehrzahl der an der Trageinrichtung (16) festgelegten Batteriemodule (12) aufweist.
  10. Kraftfahrzeug mit wenigstens einer Batterie (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mittels der Batterie (10) elektrische Energie für ein zum Fortbewegen des Kraftfahrzeugs ausgebildetes Antriebsaggregat des Kraftfahrzeugs bereitstellbar ist.
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